第7章气井增产措施研究.ppt

第二节 气井压裂技术 ⒈ 成胶剂 成胶剂是压裂主体材料，也是形成压裂液体系和选择其它添加材料的基础，主要应用：胍胶、田菁胶。 ⒉ 交联剂 交联剂是指一些含有硼和过渡金属元素的化合物，利用这些元素对羧基的亲和力，与由稠化剂水合形成的“凝胶”中的线性大分子中的羧基产生交联反应，而形成在三维空间中扩展的由无数个线性分子组成的网络状分子，即所谓“冻胶”。 常用的交联剂包括：CT－RX（以有机钛为主要交联元素）、铬交联剂、延缓交联的硼交联剂。 ⒊ 破胶剂 酶破胶剂只适用于植物胶压裂液，且井底温度不超过65℃，作用与细菌消化聚合物的作用相似，应用很少。 最常用的破胶剂是过氧化物，如过硫酸钾、过硫酸胺等。其破胶机理是遇热后分解高活性硫酸基，破坏聚合物联胶的主链。 第二节 气井压裂技术 当温度低于50℃时，分解作用很缓慢，但当温度高于93℃时，很快就能破坏已胶联的聚合物。因为压裂液进入地层后会引起井底和缝内温度变化，习惯的作法是“阶梯似”的加入破胶剂，目的是控制不同时间注入地层的液体能够在同一时刻破胶，以便于返排。 ⒋ 表面活性剂 表面活性剂是由一个非极性的长分子链和一个极性基团组成的大分子集团，因此可以降低界面张力，使施工结束后残液利于返排。 第二节 气井压裂技术 根据极性基团所带电荷的差别，表面活性剂可分为阳离子型、阴离子型和非离子型三类，因为它具有特殊的化学组成，施工中常通过试验选取不同的表面活性剂用作防乳破乳剂、乳化剂(乳化体系)、起泡剂(泡沫体系)、助排剂等 。 ⒌ 粘土稳定剂 在地层岩石中存在粘土矿物(如高岭石、蒙脱石和水云母等)时，注入的含盐量低于地层水的压裂液将在粘土分子中发生离子交换而破坏其正负电荷的平衡，使粘土颗粒带有相同电荷并相互排斥而发生体积膨胀(蒙脱石)和分离迁移(如高岭石)，从而减少孔隙尺寸或堵塞孔喉，使地层渗透率降低。 第二节 气井压裂技术 一般使用1％～3％的盐类来作粘土稳定剂，使用最多的是KCl，其次为NaCl和NH4Cl等 。 6.其它添加剂 pH控制剂(多种弱酸或／和弱碱)、高温凝胶稳定剂、滤失控制剂等。 第二节 气井压裂技术 三、支撑剂 1.支撑剂的性能要求 (1)粒径均匀，密度小 (2)强度大，破碎率小 (3)园度和球度高 (4)杂质含量少 (5)来源广，价廉 闭合压力 第二节 气井压裂技术 2.支撑剂的类型 按其力学性质分为两大类： 脆性支撑剂 如石英砂、玻璃球等 特点是硬度大，变形小，在高闭合压力下易破碎 韧性支撑剂 如核桃壳、铝球等 特点是变形大，承压面积大，在高闭合压力下不易破碎 目前矿场上常用的支撑剂有两种：一是天然砂；二是人造支撑剂（陶粒）。 第二节 气井压裂技术 ⒊ 支撑剂与裂缝导流能力 压裂施工结束后，施工液体排出地面，留在气层中并能使气井获得增产的只有支撑剂，这些支撑剂能否达到预期的增产效果，取决于以下三个方面： ⑴ 支撑剂的抗压强度； ⑵ 支撑剂在裂缝中的分布； ⑶ 所形成的支撑剂裂缝的导流能力。 第二节 气井压裂技术 四、水力压裂设计 1.压裂设计的任务： 优选出经济可行的增产方案 2.压裂设计的原则： 充分发挥油气层潜能和裂缝的作用 使压裂后油气井和注入井达到最佳状态 压裂井的有效期和稳产期长 第二节 气井压裂技术 四、水力压裂设计 3.压裂设计的方法 根据油气层特性和设备能力，以获取最大产量或经济效益为目标，在优选裂缝几何参数基础上，设计合适的加砂方案。 4.压裂设计方案的内容 裂缝几何参数优选及设计；压裂液类型、配方选择及注液程序；支撑剂选择及加砂方案设计；压裂效果预测和经济分析等。区块整体压裂设计还应包括采收率和开采动态分析等。 第二节 气井压裂技术 四、水力压裂设计 5.压裂设计与分析内容 （1）地层的破裂条件 当施工产生的最大张应力超过岩石的最小主应力和抗张强度之后，岩石就产生破裂。 （2）地层条件下的应力状况 （3）破裂压力预测方法 四、水力压裂设计 5.压裂设计与分析内容 （4）裂缝几何参数计算模型： 二维、拟三维和真三维模型 主要差别是裂缝的扩展和裂缝内的流体流动方式不同： 二维模型假设裂缝高度是常数，即流体仅沿缝长方向流动。 真三维模型认为缝高沿缝长方向是变化的，在缝长、缝高方向均有流动(即存在压力降)。 拟三维模型认为缝高沿缝长方向是变化的，但裂缝内仍是一维流动(缝长)。 第二节 气井压裂技术 四、水力压裂设计 5.压裂设计的计算与分析 （5）压裂效果预测 第二节 气井压裂技术 具体内容在《采油工程》课程中有详细介绍。 课本上的内容自学。 第三节 气井酸压技术 酸压是在足以压开地层形成裂缝或撑开地层原有裂缝压力下，对地层挤酸的一种压裂（酸